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五氯苯酚(pentachlorophenol,PCP)及其钠盐(PCP-Na)是许多国家的优先控制污染物。曾作为除草剂、防腐剂和防虫剂而大量使用,近年虽已禁止生产和使用,但环境中仍有一定残留,其环境毒性效应仍然长期存在。鉴于五氯苯酚在环境中分布的广泛性以及对人类和环境的持久性、高毒性危害,研究其在环境中的吸附和降解行为具有重要的化学和环境学意义。
1.本文研究了五氯苯酚钠在黄土壤三个不同深度的土层上的静态吸附、动态吸附和动态解吸行为,并用热力学方程和动力学方程描述其吸附特性。结果表明:不同深度的三层土壤对五氯苯酚有一定的吸附能力,都在90min内达到吸附平衡,其中淋溶层的饱和吸附量为50μg/g,淀积层的饱和吸附量为吸附量为43.48μg/g,母质层为40μg/g,Freundlich吸附等温式可以较好地描述PCP在黄土壤上的吸附行为。当pH值小于5,土壤呈酸性的时候,土壤对五氯苯酚的吸附随pH值减小而增大。离子强度的增加也会提高土壤中五氯苯酚的吸附量。动态吸附实验中,土壤经5μg/mL的五氯苯酚溶液淋溶,土壤的淋溶层在吸附时间为400nun,淋溶液体积为750mL时,吸附达到平衡;淀积层在吸附时间为510min,淋溶液体积为850mL时,吸附达到平衡;母质层在吸附时间为550min,淋溶液体积为950mL时,吸附达到平衡。动态解吸实验中,继续对土壤用自来水淋溶,土壤的淋溶层在解吸时间为820min,淋溶液体积为400mL时,解吸达到平衡;淀积层在解吸时间为1135min,淋溶液体积为500mL时,解吸达到平衡;溶层在解吸时间为1450nun,淋溶液体积为550mL时,解吸达到平衡。
2.研究了含五氯苯酚的水溶液在活性炭上的静态、动态吸附行为。结果表明:活性炭对五氯苯酚有良好的吸附性能,在90min内达到吸附平衡,平衡吸附量为1.947mg/g。在实验范围内吸附平衡关系符合Freundlich等温式,相关系数分别为0.981。pH值在5~11范围内对吸附量无影响。动态实验中,2.5g活性炭装柱经40μg/mL五氯苯酚动态吸附后,流出液体积为630mL时,活性炭吸附基本饱和。不同浓度五氯苯酚溶液,浓度越小吸附率越高,流速越慢,吸附率越高,最高吸附率可达到100%。
3.研究了含五氯苯酚的水溶液在HDX-8大孔树脂上的静态、动态吸附及解吸行为。结果表明:在70min内达到吸附平衡,静态饱和吸附量为7.351mg/g,等温吸附符合Freundlich等温式和Langmuir等温式,相关系数均在0.99以上。1mol/LNaOH溶液作为静态实验解吸剂,解吸率为77%,解吸平衡时间120min。动态吸附实验中溶液的浓度越小、流速越小,吸附率越高,最高吸附率可达99.56%。动态解吸用1mol/LNaOH溶液以0.5mL/min的流速解吸,解吸效果最好,解吸率可达到96%以上。